香蕉枯萎病菌RAPD分析及4号生理小种的快速检测

 用随机扩增多态性DNA(RAPD)技术,对采自广东、广西的香蕉和粉蕉上的30个香蕉枯萎病菌(Fusarium oxysporum f.sp.cubense)菌株和3个其它尖孢镰刀菌专化型的菌株进行比较及聚类分析。在遗传相似系数0.67时,可将供试菌株划分为3个RAPD群(RGs),其中香蕉枯萎病菌4号生理小种(FOC4)共15个菌株属于RGⅠ,1号生理小种(FOC1)共15个菌株属于RGⅡ,供试的其它尖孢镰刀菌专化型的3个菌株则属于RGⅢ。这说明香蕉枯萎病菌和供试3个其它专化型菌株与致病性间存在明显的相关性。1号生理小种内菌株间的遗传分化大于4号生理小种内菌株间的遗传分化。从90条RAPD随机引物中筛选出2条引物可产生4号生理小种的RAPD标记2个。将这2个RAPD标记电泳切胶回收、克隆及测序,并根据这2个特异片段序列设计SCAR上下游特异引物,通过对30个菌株的PCR扩增检验,其中一个RAPD标记成功地转化为SCAR标记,初步建立了以此为基础的4号生理小种快速检测技术,其检测灵敏度为2 ng新鲜菌丝。对采自不同地区的显症样品、吸芽、室内接种未显症的香蕉苗以及发病的香蕉植株不同部位进行检测,能够准确灵敏地鉴定出4号生理小种,从而为香蕉枯萎病菌的快速检测及防治奠定了基础。同时,快速检测结果发现,田间发病植株果柄的各部位及果实内并没有枯萎病菌的存在。     

河北省棉花枯萎菌遗传多样性及致病力分化

为明确河北省棉花枯萎菌（Fusarium oxysporum f.sp.vasinfectum, FOV）变异及致病力分化情况,利用AFLP技术对采自河北省的75株FOV和3号、7号、8号生理小种的标准菌株进行遗传多样性分析,并比较了不同AFLP类群菌株对棉花品种冀棉11号的致病力差异。结果表明,78株FOV可划分为4个AFLP类群（AFLP groups, AGs）,AGsⅠ为3号生理小种,AGsⅡ为8号生理小种,AGsⅢ包括7号生理小种和67株田间采集菌株,AGsⅣ包括8个田间采集菌株,该类群菌株与3号、7号、8号生理小种遗传差异较大。致病力初步测定表明,3号、7号、8号生理小种的标准菌株属中等致病力水平,而田间采集的75株枯萎菌菌株致病力存在明显差异,其中强致病力菌株占66.67%,中等致病力菌株占21.33%,弱致病力菌株占12%。表明河北省FOV群体遗传结构复杂,有遗传差异较大的新菌株出现,而且同一生理小种菌株之间存在显著的致病力分化。     

农杆菌介导的西瓜枯萎病菌遗传转化

为获得带GFP标记的西瓜枯萎病菌转化株,用于后期观察病原菌侵染过程,采用农杆菌介导的方法,对西瓜枯萎病菌1号生理小种进行了遗传转化。结果表明:共培养时间为36h,枯萎病菌孢子和农杆菌AGL1比例为1∶1时该菌株的遗传转化效率最高,可以达到117.33个转化子/107个孢子。转化株的孢子、菌丝体及萌发的孢子均能发出稳定而强的绿色荧光。转化株的致病力检测显示其致病力与转化前的野生菌株致病力无明显差异。结果表明本研究获得的带GFP标记的西瓜枯萎病菌转化株可用于观察病菌在西瓜根系的侵染过程。     

新疆棉花枯萎病菌群体结构的研究

 采自新疆24个不同植棉县(市或团场)的37株棉花枯萎病菌代表菌株,经人工接种于国际通用鉴别寄主,致病性反应均表现为典型的7号生理小种特征。RAPD分析结果也显示出这37个供试菌株与7号小种各对照菌株间基因组DNA的指纹图谱高度相似,属同一遗传相似组,而与3号和8号小种的对照菌株间遗传差异较大,亲缘关系较远,即7号生理小种是组成目前新疆棉花枯萎病菌群体的优势小种,而原分布于新疆吐鲁番等地的3号小种在本研究中未被发现。结合部分自选辅助鉴别寄主对其中18个菌株进行的致病力分化研究表明,在7号小种内部还存在着侵染力的分化,显示出棉花枯萎病菌较强的变异性和适应性。     

甘蓝枯萎病菌1号和2号生理小种的快速检测与鉴定

 甘蓝枯萎病菌生理小种传统鉴定方法费时费力,不能满足生产的要求,因此需要建立一种快速、可靠的分子检测技术。本研究在甘蓝枯萎病菌1号和2号生理小种基因组测序的基础上,通过比较基因组学方法筛选1、2号生理小种各自的特异基因片段并设计引物,并分别以10个甘蓝枯萎病菌1号生理小种菌株、2个2号生理小种菌株、7个尖孢镰刀菌其他专化型菌株及4个外围菌株DNA为模板进行常规PCR扩增,筛选出甘蓝枯萎病菌1号和2号生理小种特异性引物,同时引入尖孢镰刀菌通用引物W106R/W106S,建立起一步三重PCR检测甘蓝枯萎病菌1、2号生理小种的分子检测技术。结果表明,该分子检测技术实现了在一次PCR反应中快速、准确地同步检测出甘蓝枯萎病菌DNA、罹病甘蓝组织和土壤中的甘蓝枯萎病菌1号和2号生理小种,对检测甘蓝植株是否感染枯萎菌及甘蓝种植区土壤是否受到枯萎菌的污染有实用价值。     

香蕉枯萎病拮抗细菌的分离筛选与鉴定

从采集的香蕉根际土壤中经分离、纯化获得细菌菌株74个,采用对峙培养法,获得对香蕉枯萎病菌4号小种具有强抑制作用的菌株S-1,相对抑制率达76%。抑菌谱测定表明,菌株S-1对尖孢镰刀菌古巴专化型1号小种、番茄枯萎病菌、玉米弯孢叶斑病菌、胶孢炭疽病菌、棉花枯萎病菌、棉花黄萎病菌、小麦赤霉病菌、西瓜枯萎病菌等病原菌具有抑制作用。经Biolog系统鉴定及16S rDNA序列同源性分析,菌株S-1为枯草芽孢杆菌。该菌株理想的培养条件为：PYTG或PDA培养基,26-30℃,pH值7.0-8.0,振荡培养40-48h。     

香蕉枯萎和细菌性软腐病菌的多重PCR检测

香蕉枯萎病菌Fusarium oxysporum f. sp. cubense和细菌性软腐病菌Dickeya zeae的复合侵染为害给香蕉产业发展带来严重挑战, 有必要建立相关病害的多重聚合酶链式反应(multiplex polymerase chain reaction, multiplex PCR)检测技术。本文基于尖孢镰刀菌古巴专化型1号生理小种(F. oxysporum f. sp. cubense race 1, FOC1)基因组contig 438区间(35 631-37 693 bp)(GenBank: AMGP01000438.1)和4号生理小种(F. oxysporum f. sp. cubense race 4, FOC4)基因组contig 195区间(4 028-6 126 bp)(GenBank: AMGQ01000195.1)存在160 bp插入序列差异设计特异扩增引物FOC-F/-R, 同时以香蕉细菌性软腐病菌D. zeae的促旋酶B 亚单位基因(the subunit B of gyrase gene)(GenBank: JQ284039)序列设计特异扩增引物gyrB-F/-R。多重PCR检测结果显示:本技术可在一次PCR扩增反应内同时检测香蕉枯萎病菌1号、4号生理小种和细菌性软腐病菌; 多重PCR的灵敏度结果表明:检测香蕉枯萎病菌的DNA浓度最低限为0.1 ng/μL, 细菌性软腐病菌的灵敏度为10 3cfu/mL;检测结果稳定可靠。因此, 本研究建立的多重PCR检测方法可有效应用于检测香蕉发病组织中的香蕉枯萎病菌和细菌性软腐病菌, 也可用于香蕉种苗和田间土壤带病菌的监测, 为香蕉种植保驾护航。     

连作条件下土壤中甘蓝枯萎病菌的致病力变化和种群遗传结构分化

 枯萎病菌致病力的变化可能是连作条件下甘蓝枯萎病严重发生的重要原因之一。本研究在建立适度感染的人工病圃的基础上连续种植甘蓝5茬,每茬收获后随机采集土样。利用驹田氏培养基通过稀释平板法对连作土壤中尖孢镰刀菌种群数量的监测结果表明,连作后尖孢镰刀菌的数量由第二茬后的3.047×10⁴ cfu·g^-1土壤增加到第五茬收获后的1.608×10⁵ cfu·g^-1 土壤。对各茬后所分离30株甘蓝枯萎病菌（Fusarium oxysporum f. sp. conglutinans, Foc）的培养性状的观察结果表明,连作后Foc菌株在菌落形态、菌落扩展速率和产孢量等方面均发生明显的变化。用浸根法进行的致病力测定结果表明,随着连茬次数增加,弱致病力菌株占总供试菌株的比例逐渐变小,到第三茬后由第一茬的6.7%下降为0;而强致病力菌株的比例逐渐上升,由第一茬后的6.7%上升到第四茬后的16.7%。利用11条寡聚核苷酸随机引物对受试菌株进行PCR-ISSR扩增,结果显示从第三茬后Foc群体遗传结构出现分化。UPGMA聚类分析结果表明,第三、四和五茬后的Foc菌株都分为A和B两个类群,每个类群又分为Ⅰ和Ⅱ两个亚类群,但同一类群和亚类群中包含不同致病力的菌株,未发现病菌的致病力变化与遗传结构分化之间的相关。     

玉米大斑病菌有性杂交F1代菌株的生理小种鉴定和AFLP分析

玉米大斑病菌是异宗配合真菌，有性杂交有可能增强病菌的致病力，或形成新的致病小种，因此对该病菌有性杂交后代进行致病性测定和遗传多态性分析对控制该病菌的危害具有重要意义。对亲本菌株132、135和它们杂交产生的70个单子囊孢子F1代菌株进行了生理小种鉴定和AFLP（扩增性片段长度多态性）分析。生理小种鉴定结果表明，F1代菌株中与亲本菌株132（23N号小种）属于同一小种类型的占41．4％，与亲本菌株135（23号小种）相同的占20．0％，另外还出现了0、1、2、3、13、123、12N、13N和123N号小种，所占比例分别为2．9％、1．4％、2．9％、2．9％、4．3％、8．6％、1．4％、4．3％和10．0％，说明有性杂交可使后代菌株的致病性发生比较广泛的变异。AFLP分析表明，F1代菌株之间分子遗传相似系数在0．87～0．99之间，其中84．3％的F1代菌株与亲本菌株的遗传相似系数在0．878以上，但与亲本菌株132同源性较强的F1代菌株数目大约是与亲本菌株135的5倍，说明不同菌株具有不同的遗传传递能力。比较生理小种鉴定和AFLP分析结果，发现生理小种分化和AFLP分子遗传多态性间有一定的相关性，但不能完全对应，不存在遗传谱系就等于小种的简单对应关系。     

辽宁省稻曲病菌遗传多样性和致病力分析

为有效防治辽宁省稻曲病菌Ustilaginoidea virens,利用重复序列PCR(repetitive elementbased PCR,rep-PCR)分子指纹技术,对2017年自辽宁省8个市8个主产稻区采集的51株稻曲病菌菌株进行遗传多样性和致病力分析。结果显示,在3对引物中,以BOX1/BOX2和ERIC1/ERIC2为引物扩增的DNA指纹图谱的遗传多样性值分别为0.764、0.707,均大于0.7,故选择这2种引物扩增的DNA指纹图谱进行遗传多样性分析;当DNA指纹相似系数为0.78时,以BOX1/BOX2为引物和以ERIC1/ERIC2为引物扩增的DNA指纹图谱分别将供试菌株划分为12个和10个遗传类群;供试菌株致病力可划分为弱致病型、中等致病型和强致病型3个致病型,所占比例分别为33.33%、58.82%和7.85%,强致病型菌株仅在沈阳市、鞍山市和大连市出现;所有优势类群均包含3种致病型菌株。表明辽宁省稻曲病菌遗传结构复杂,不同地理来源的稻曲病菌菌株致病力存在一定差异,相同致病型的稻曲病菌菌株分属于不同的遗传类群,同一遗传类群中包含不同的致病型菌株。     

香蕉镰刀菌枯萎病拮抗放线菌的分离筛选及其抑制效果的初步评价

香蕉镰刀菌枯萎病是一种由尖孢镰刀菌古巴专化型Fusarium oxysporum f. sp. cubense侵染引起的维管束系统性病害。本试验对从海南省东方、八所、黄流、三亚和广东省湛江、徐闻、海安等香蕉种植地采集的根际土样进行拮抗放线菌的分离纯化,得到放线菌菌株139个。通过纸片扩散法,筛选出对香蕉枯萎病4号生理小种具有拮抗作用的菌株8个。进一步试验表明,其中4个菌株不仅对香蕉枯萎病生理小种4号的菌丝生长有良好稳定的抑制作用,且对另外14个不同专化型病原菌也有一定的抑制作用。另外,分别将这8株放线菌发酵上清液与香蕉枯萎病病原菌孢子悬浮液混合12h后,有6株放线菌发酵上清液对病原菌孢子萌发的抑制率超过85%。盆栽试验结果表明,2株放线菌对香蕉枯萎病防效达86%以上,极显著地高于恶霉灵药剂处理。     

香蕉枯萎病菌生理小种鉴定及其SCAR标记

 通过室内人工接种蕉类鉴别寄主,对采集于广东蕉区的18个蕉类枯萎病菌菌株进行鉴定,KP021、KP022、GZ981和JL021 4个菌株属Racel,其余14个菌株属Race4,说明广东蕉区同时存在尖孢镰刀菌古巴专化型Race1和Race4。用RAPD技术对上述18个菌株进行分析,从200条随机引物中筛选出8条引物可产生生理小种RAPD标记12个,其中标记Racel的8个,标记Race4的4个。对这些RAPD标记带分别进行回收、克隆、测序,根据这些特异片段序列分别设计相应的SCAR引物,通过对18个菌株的PCR扩增检验,有4个RAPD标记成功地转化为SCAR标记,其中Race1-SCAR标记1个、Race4-SCAR标记2个、同时能鉴定出2个小种的SCAR标记1个。应用这4个SCAR标记同时对采自田间的9个病菌分离物进行检测,能够准确地鉴定出广东蕉区的尖孢镰刀菌古巴专化型Racel和Race4,这为下一步开展香蕉枯萎病菌生理小种的分子鉴定及各生理小种田间流行动态监测奠定了基础。     

香蕉枯萎病拮抗菌的筛选及其作用机制研究

通过分离和筛选,从香蕉园或者其他果园的土壤中分离获得13株对香蕉枯萎病菌(Fusarium oxysporum f.sp.cubense)具有抑制作用的拮抗菌,并对部分拮抗菌抑制病菌菌丝生长和孢子萌发进行了试验。结果表明,拮抗菌株d4、d5、B3和p发酵液对香蕉枯萎病菌生长具有显著的抑制作用,在平板上产生的抑菌圈直径为21.75～34.75 mm,抑菌效果具有持续稳定性,对孢子萌发的抑制率为90.49%～97.18%;拮抗菌对病菌的作用表现为对菌丝的消融、菌丝细胞的泡囊化、抑制病菌分生孢子的萌发、孢子芽管的扭曲。     

福建省香蕉枯萎病菌硝酸盐营养突变体的营养体亲和性测定

 Fourteen strains of Fusarium oxysporum f. sp. cubense were induced to produce 146 nitrate-nonutilizing(nit) mutants on a chlorate-containing medium. Among them, there were 117 nit1 mutants(80.14%), 17 nit3 mutants(11.64%) and 12 nitM mutants(8.22%). These strains were divided into two vegetative compatibility groups(VCGs) by the vegetative compatibility tests. Twelve strains of F. oxysporum f. sp. cubense from Musa AAA belonged to VCG1, two trains from Musa ABB belonged to VCG2.     

Genetic Variation Among Vegetative Compatibility Groups of Fusarium oxysporum f. sp. cubense Analyzed by DNA Fingerprinting

ABSTRACT Genetic variation within a worldwide collection of 208 isolates of Fu-sarium oxysporum f. sp. cubense, representing physiological races 1, 2, 3, and 4 and the 20 reported vegetative compatibility groups (VCGs), was analyzed using modified DNA amplification fingerprinting. Also characterized were 133 isolates that did not belong to any of the reported VCGs of F. oxysporum f. sp. cubense including race 3 isolates from a Heliconia species and isolates from a symptomatic wild banana species growing in the jungle in peninsular Malaysia. The DNA fingerprint patterns were generally VCG specific, irrespective of geographic or host origin. A total of 33 different genotypes were identified within F. oxysporum f. sp. cu-bense; 19 genotypes were distinguished among the isolates that belonged to the 20 reported VCGs, and 14 new genotypes were identified among the isolates that did not belong to any of the existing VCGs. DNA fingerprinting analysis also allowed differentiation of nine clonal lineages within F. oxysporum f. sp. cubense. Five of these lineages each contained numerous closely related VCGs and genotypes, and the remaining four lineages each contained a single genotype. The genetic diversity and geographic distribution of several of these lineages of F. oxysporum f. sp. cubense suggests that they have coevolved with edible bananas and their wild diploid progenitors in Asia. DNA fingerprinting analysis of isolates from the wild pathosystem provides further evidence for the coevolution hypothesis. The genetic isolation and limited geographic distribution of four of the lineages of F. oxysporum f. sp. cubense suggests that the pathogen has also arisen independently, both within and outside of the center of origin of the host.     

香蕉枯萎病菌1号和4号生理小种细胞壁降解酶的比较

对香蕉枯萎病菌1号和4号生理小种的细胞壁降解酶进行比较。通过测定4号生理小种在寄主体内细胞壁降解酶的活性发现,能检测到多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶甲基半乳糖醛酸酶(PMG)、多聚半乳糖醛酸反式消除酶(PGTE)、果胶甲基反式消除酶(PMTE)和纤维素酶(Cx)的活性。在不同碳源培养条件下,2个生理小种均有以上5种酶的活性,以1%柑桔果胶为碳源时产生的PMG和PG活性明显高于其他几种酶的活性,而以1%CMC为碳源时,所产生的Cx都比其他几种酶的活性高。细胞壁降解酶同工酶电泳后发现,4号生理小种在寄主体内和体外培养时都比1号生理小种多分泌一种PG。2个生理小种在体外培养时分泌的PMG、PGTE和PMTE没有差异。4号生理小种在寄主体内比1号生理小种多分泌一种PMG,却少分泌一种PGTE,2个生理小种在寄主体内的PMTE则没有差异。     

根癌农杆菌介导的香蕉枯萎病菌4号生理小种的转化

 本文针对香蕉枯萎病菌4号生理小种这一对我国香蕉生产构成了极大威胁的检疫性有害生物,建立了根癌农杆菌介导的该生理小种的转化体系,确定了影响转化效率主要因子的最佳条件分别是:共培养乙酰丁香酮(AS)浓度为200μmol/L、共培养时间为48 h、培养温度为25℃、诱导培养基pH值为5.5。此条件下,转化效率达到21~24个转化子/10⁴香蕉枯萎病菌孢子。PCR和Southern杂交分析表明外源的T-DNA已经成功随机地整合到该病原菌基因组中,且多为单拷贝。应用该转化体系已获得近25 000个转化子,为研究该生理小种致病机制奠定了基础。     

香蕉枯萎病生防菌对杀虫剂的适应性研究

将4株香蕉枯萎病生防细菌bio ZK11、bio HN2、bio HN10和bio F4分别与杀虫剂噻唑磷、毒死蜱、辛硫磷混合,测定其混合液对香蕉枯萎病病菌孢子萌发的抑制作用以及杀虫剂对生防菌生长繁殖的影响。结果显示,噻唑磷对生防菌bio ZK11的抑菌作用没有影响,而毒死蜱和辛硫磷增强bio ZK11的抑菌作用;噻唑磷和毒死蜱增强bio HN2的抑菌作用,辛硫磷则对bio HN2的抑菌作用没有影响;噻唑磷、毒死蜱和辛硫磷增强了生防菌bio HN10的抑菌作用;噻唑磷、毒死蜱和辛硫磷对生防菌bio F4的抑菌作用没有影响。辛硫磷对生防菌bio HN2的菌落生长有一定的影响,对另外3种生防菌没有影响;噻唑磷对4种生防菌菌落大小都没有影响;毒死蜱对香蕉枯萎病生防菌bio HN10的菌落大小没有影响,但使生防菌bio ZK11、bio HN2和bio F4的菌落变小。3种杀虫剂除了对生防菌bio F4的生长量没有显著影响,对其他3种拮抗菌的生长都有一定的影响。     

香蕉枯萎病菌侵染香蕉根系的组织学过程

 为探明香蕉枯萎病菌侵染香蕉根系的过程,利用绿色荧光蛋白标记的香蕉枯萎病菌4号生理小种（Fusarium oxysporum f. sp. cubense race 4 tagged with green fluorescent protein,GFP-FOC4）,接种香蕉根系以观察病原菌侵染香蕉根系的组织学过程。结果表明,接种1 d后病原菌以菌丝体、大型分生孢子和小型分生孢子的形式附着于根系表皮细胞,优先沿细胞胞间层生长。接种7 d后,观察到病原菌以菌丝体、大型分生孢子和小型分生孢子的形式直接侵染维管束,在维管束内以两种方式扩展繁殖,一种在维管束内横向扩展,菌丝体随机分支,逐步形成网状分布;另一种是菌丝体在维管束内纵向生长,倾向于呈束状沿维管束单侧生长繁殖,形成大量菌丝体。本研究首次从组织病理学的角度观察并分析了GFP-FOC4侵染香蕉根系的过程,为研究香蕉枯萎病菌的致病过程机理提供参考。